胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：隨著(zhù)我國進(jìn)入經(jīng)濟新常態(tài)，通過(guò)發(fā)展充電基礎設施和推廣電動(dòng)汽車(chē)應用，既能利用清潔能源替代污染較重的化石能源，減少環(huán)境污染，實(shí)現綠色、低碳發(fā)展；又能通過(guò)充電基礎設施建設和電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)培育，助力新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結構向開(kāi)放型、創(chuàng )新型和高品質(zhì)化、信息化、綠色化轉變。相應地，對各類(lèi)充電基礎設施需具備有效的監控手段，實(shí)現實(shí)時(shí)查看所有運營(yíng)電站信息，監控當前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等，為運營(yíng)商提供全方面、多元化的運營(yíng)支撐。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē)；充電樁；云平臺

引言

當前，環(huán)境保護意識不斷提高，大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)對保障能源安穩、促進(jìn)節能減排、防治大氣污染、餞行“綠色、低碳、循環(huán)、可持續的生產(chǎn)生活方式"具有重要意義。

一、研究背景和意義

隨著(zhù)我國進(jìn)入經(jīng)濟新常態(tài)，通過(guò)發(fā)展充電基礎設施和推廣電動(dòng)汽車(chē)應用，既能利用清潔能源替代污染較重的化石能源，減少環(huán)境污染，實(shí)現綠色、低碳發(fā)展；又能通過(guò)充電基礎設施建設和電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)培育，助力新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結構向開(kāi)放型、創(chuàng )新型和高品質(zhì)化、信息化、綠色化轉變。

相應地，對各類(lèi)充電基礎設施需具備有效的監控手段，實(shí)現實(shí)時(shí)查看所有運營(yíng)電站信息，監控當前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等，為運營(yíng)商提供全方面、多元化的運營(yíng)支撐。

二、新能源汽車(chē)充電樁監控平臺設計

1、設計思路

新能源汽車(chē)充電設施項目投資方一般也為項目運營(yíng)方，充電樁布點(diǎn)分散，針對此情況，非常適合統一部署1套系統實(shí)現對充電樁的監控，而不是按地區獨立部署。

2、設計原則

（1）統一配置和部署各類(lèi)軟硬件資源，并對所有軟硬件資源進(jìn)行統一管控。

（2）平臺統一部署，在縱向層面，只設置一個(gè)級別的監控平臺。

（3）具備遠端（包括移動(dòng)終端）接入能力，適應各類(lèi)場(chǎng)景接入。

3、整體方案

針對新能源汽車(chē)充電樁布點(diǎn)分散的特點(diǎn)，非常適合采用“云技術(shù)"統一部署1套監控平臺。云平臺，就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據等先進(jìn)IT技術(shù)在充電系統中的運用，建立一個(gè)開(kāi)放的平臺，實(shí)現對各類(lèi)充電終端的遠程監控，提供全方面、多元化的運營(yíng)支撐[2]。解決電動(dòng)汽車(chē)充電設施規劃、建設、管理和服務(wù)運營(yíng)問(wèn)題；通過(guò)和整車(chē)制造、車(chē)載終端、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、電池生產(chǎn)等企業(yè)的協(xié)同研發(fā)，實(shí)現充電網(wǎng)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)的有機融合，為電動(dòng)汽車(chē)提供更智能、更安穩、更經(jīng)濟的充電服務(wù)。

云平臺主要包含以下功能模塊：

（1）充電監控平臺

（2）運營(yíng)支撐平臺

（3）用戶(hù)入口

①充電監控平臺

充電監控平臺主要完成：

a.對各類(lèi)充電站、充電終端的實(shí)時(shí)監控；實(shí)時(shí)查看所有運營(yíng)電站信息，監控當前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等。

b.跟蹤各充電站、各充電終端的歷史數據進(jìn)行數據分析。

c.可以通過(guò)地圖的方式查看電站的分布情況，可以將建設中的電站和運營(yíng)的電站通過(guò)不同的圖例在地圖上區分顯示。

②運營(yíng)支撐平臺

運營(yíng)支撐平臺主要完成對不同客戶(hù)類(lèi)型，運營(yíng)方式，充電啟動(dòng)方式，充電模式，計費模式，扣費模式提供全方面、多元化的運營(yíng)支持。

③用戶(hù)入口

用戶(hù)可以通過(guò)以下方式進(jìn)行自助充電：

a.   充電APP

b.   微信

c.   充電

通過(guò)以上三種方式，用戶(hù)可以完成自助注冊，Z線(xiàn)充值，自助充電，一鍵導航（導航至充電站）、賬戶(hù)狀態(tài)查詢(xún)、充電業(yè)務(wù)查詢(xún)、充電狀態(tài)通知、充電進(jìn)度查詢(xún)等功能。

三、安科瑞充電樁運營(yíng)管理平臺

1、系統架構

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警；而用戶(hù)通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數據交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營(yíng)的所有功能，具體功能如下：

資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶(hù)檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

交易結算：充電價(jià)格策略管理，預收費管理，賬單管理，營(yíng)收和財務(wù)相關(guān)報表

用戶(hù)管理：用戶(hù)注冊，用戶(hù)登錄，用戶(hù)帳戶(hù)管理，消息管理

充電服務(wù)：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線(xiàn)自助支付充電，充電結算，導航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數據服務(wù)：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無(wú)線(xiàn)表，超負荷時(shí)系統自動(dòng)對充電樁的進(jìn)行調度管理，即當負荷超過(guò)百分之五十時(shí)，系統會(huì )限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過(guò)百分之八十時(shí)，系統將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺鏈接、輸入賬戶(hù)名和權限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權人員瀏覽有關(guān)信息。

2.2平臺首頁(yè)

平臺首頁(yè)總覽每天的開(kāi)戶(hù)數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時(shí)長(cháng)，累計的開(kāi)戶(hù)數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時(shí)長(cháng)，以及相應的環(huán)比增長(cháng)和同比增長(cháng)以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

2.3實(shí)時(shí)監控

l  充電站監控

充電站監控頁(yè)面監視用戶(hù)充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶(hù)擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時(shí)長(cháng)，進(jìn)行負荷限制、故障查詢(xún)。

• 充電槍監控

充電樁監控頁(yè)面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時(shí)長(cháng)和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時(shí)長(cháng)等、充電電壓電流等參數。

2.4微信小程序

• 搜索與使用

微信小程序可以通過(guò)掃描二維碼和微信文字搜索找到，點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

• 授權登錄界面

用戶(hù)通過(guò)搜索或者掃碼等途徑初次打開(kāi)小程序時(shí)，會(huì )進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面，需要用戶(hù)授權登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁(yè)面，如圖所示：

• 主功能頁(yè)

初次進(jìn)入主功能頁(yè)時(shí)需要授權定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當前所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作，地圖導航等。

• 充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁(yè)面，可以查看到當前的充電站名稱(chēng)、充電槍名稱(chēng)，以及當前的賬戶(hù)余額，電價(jià)和預計可充電量等數據，還可以查看當前賬戶(hù)的歷史充電記錄。充電方式分為按時(shí)間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進(jìn)進(jìn)行評價(jià)。

• 個(gè)人信息

個(gè)人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱(chēng)和余額，同時(shí)包括、充值、充值記錄查詢(xún)、賬單查詢(xún)、充電記錄查詢(xún)、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購買(mǎi)，或者客戶(hù)自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

3.2現場(chǎng)推薦硬件配置清單： 

若客戶(hù)自己租用阿里云服務(wù)器，服務(wù)器配置根據充電槍點(diǎn)數的不同，分別如下：

四、結束語(yǔ)

針對充電樁的布置特點(diǎn)，從節約設備投資成本，節約人力運維成本，降低運維難度的角度，非常適合采用“云技術(shù)"統一部署1套監控平臺，實(shí)現實(shí)時(shí)查看所有運營(yíng)電站信息，監控當前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等，為運營(yíng)商提供全方面、多元化的運營(yíng)支撐。

參考文獻

[1]   范翠華.電動(dòng)汽車(chē)充電樁設計分析及控制方法[J].城市建筑,2016,(11):353-353

[2]   沙杰.新能源汽車(chē)充電樁監控平臺方案研究

[3]   安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版